红外成像在羽流撞击平板热效应试验中的应用

为了研究发动机羽流撞击平板的热效应,通过在风洞内建立羽流流场,利用红外热像仪测量平板模型的表面温度,进而获得不同推力产生的羽流撞击平板的热流率分布.首先回顾了高空羽流污染及其效应研究所开展的工作,接着介绍了试验研究所使用的高超声速低密度风洞、红外热像仪等主要仪器设备的性能参数以及平板模型的外形特征,其次给出了2 N与10 N推力的试验条件、热流处理方法、试验结果及其讨论.最后研究了推力喷管轴线与平板距离变化对羽流撞击平板的热效应影响.结果表明:发动机喷管轴线与平板的距离不同,羽流撞击产生的高热流率区域的位置与大小也不相同,距离越小,高热流区域越靠近平板前缘,产生的热效应也越强.     

双光程纹影在高超声速流场显示中的应用

为了解决单光程纹影系统在高马赫数、低静压流场显示中灵敏度低的问题,研制了国内首套最大口径为900 mm的双光程纹影系统。与单光程纹影系统相比,双光程纹影系统具有更高的灵敏度,能提供更多的流场细节,能拓宽纹影技术的应用范围。通过用LED四色光源代替常规的彩色刀口、增加补偿透镜、优化照相物镜和精细调节LED四色光源,较好地消除了试验流场重影。通过增加入射光阑,有效减弱了试验流场中出现的光源光斑。对单光程纹影流场图与双光程纹影流场图进行了比较。在马赫数Ma=10、试验总压为2.0 MPa、试验总温为1 100 K、攻角为0~15试验条件下,通过双光程纹影系统,获得了大钝头模型清晰的试验流场图像。最后分析了双光程纹影技术的优缺点及改进方向。     

利用红外热图开展通用航空飞行器气动热特性试验

为了对通用航空飞行器（CAV）从近连续流到稀薄过渡流气动热特性进行研究,用红外热图技术在地面试验中测量了在典型轨道参数状态下CAV表面的热流分布。首先介绍了气动热试验研究所用的高超声速低密度风洞、红外热像仪等主要仪器设备的性能参数以及高超声速通用航空飞行器模型。其次介绍了高超声速低密度风洞气动热试验采用的3种模拟准则即粘性干扰参数、总焓与壁面焓差参数和克努曾数。最后,在马赫数M=7、12,攻角=0、12、24试验条件下,获得了CAV模型迎风面、背风面、侧面典型的流场结构图、红外热图和热流分布,并对CAV模型在不同状态下迎风中心线与翼前缘热流的试验结果、迎风中心线试验结果与工程计算结果进行了比较。研究表明:翼边缘热流大小呈现马鞍形分布,攻角变化对气动加热影响比较明显。